O nás

Text

Zaměřujeme se na teoretické zkoumání základních vlastností dielektrických materiálů, zejména s využitím různých výpočetních technik a simulací. Zvláště se věnujeme feroelektrikům a relaxorům, které jsou důležité pro širokou škálu aplikací. Vzhledem k jejich velké piezoelektrické a dielektrické odezvě jsou využívány jako přesné aktuátory, extrémně citlivé senzory např. v medicínských aplikacích, v telekomunikačních komponentách, ale mají mnohem širší okruh aplikovatelných a perspektivních vlastností. Objasňujeme mechanismy, které stojí za jejich mimořádnými vlastnostmi, a na základě získaných znalostí se podílíme na dalším vývoji nových materiálů pro konkrétní účely/aplikace.

Ukazuje se, že společnou vlastností těchto materiálů je přítomnost elektrické polarizace a možnost přepínat polarizaci mezi různými stavy. Protože polarizace je svázána s mechanickou deformací, lze ji přepínat nejen aplikací elektrického pole, ale také například působením mechanického napětí. Heterogenita feroelektrické polarizace na různých škálách a typicky velká hustota rozhraní mezi oblastmi s podobnou polarizací, které se nazývají feroelektrické domény, usnadňuje proces přepínání. Mimo to jsou materiálové vlastnosti silně ovlivněny chemickým nepořádkem a defekty různých typů. To vše dělá cílovou skupinu materiálů mimořádně mnohotvárnou a vhodnou pro aplikace, na druhé straně jsou však mimořádně náročné pro teoretický a experimentální výzkum.

Abychom podchytili důležitou fyziku feroelektrik a relaxorů, zabýváme se jimi na různých škálách od kvantově-mechanických přístupů pro nejdetailnější výpočty, přes simulace založené na empirických potenciálech, až po fenomenologické modely, které umožňují zachytit důležité interakce v multidoménových vzorcích s rozumnou přesností. Tímto multiškálovým přístupem studujeme materiálovou strukturu, dynamické vlastnosti a elektromechanické vlastnosti, které pramení a skládají se z intrinsických, jakož i z extrinsických příspěvků.

V rámci oddělení dielektrik se podílíme na interpretaci spektroskopických experimentů (většinou souvisejících s dynamikou pevných látek). Profitujeme a pokračujeme v bohaté tradici výzkumu feroických fázových přechodů a domén vedeného v oddělení dielektrik významnými českými vědci V. Dvořákem, J. Fouskem a V. Janovcem. Máme silné zázemí v analýze symetrie, od materiálových vlastností přes feroická rozhraní mezi doménami, i v oblasti fázových přechodů.

Kromě toho se věnujeme také tématice kvantové kritikality a kvantovým fázovým přechodům, které jsou pozorovány v systémech se silnou interakcí mezi valenčními elektrony v pevných látkách. Itinerantní magnetismus a supravodivost jsou paradigmaty takových kvantových makroskopických jevů v silně korelovaných elektronových systémech. Využíváme techniku Greenových funkcí a Feynmanových diagramů k analytickému vyhodnocení účinků elektronové interakce s cílem popsat kvantově kritické chování v materiálech.

Spolupracujeme s mnoha teoretickými a experimentálními skupinami po celém světě i v České republice a účastníme se interpretace a analýzy relevantních experimentálních výsledků a validace teorií. Publikujeme vlastní teoretické předpovědi a teorie, které teprve musí být experimentálně potvrzeny.